EP0068303A2 - Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid - Google Patents

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EP0068303A2
EP0068303A2 EP82105266A EP82105266A EP0068303A2 EP 0068303 A2 EP0068303 A2 EP 0068303A2 EP 82105266 A EP82105266 A EP 82105266A EP 82105266 A EP82105266 A EP 82105266A EP 0068303 A2 EP0068303 A2 EP 0068303A2
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EP
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coke
oxygen
quicklime
synthesis gas
calcium carbide
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EP82105266A
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EP0068303B1 (de
EP0068303A3 (en
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Hans-Joachim Dr. Kersting
Erhard Dr. Wolfrum
Willi Dr. Portz
Georg Dr. Strauss
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Hoechst AG
Rheinbraun AG
Original Assignee
Hoechst AG
Rheinische Braunkohlenwerke AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/90—Carbides
    • C01B32/914—Carbides of single elements
    • C01B32/942—Calcium carbide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C10J3/487—Swirling or cyclonic gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/158—Screws

Definitions

  • the invention relates to a method for producing calcium carbide by reacting excess coke with quicklime in a fine-grained mixture and in the presence of oxygen in an oxygen-thermal furnace.
  • DE-OS 29 25 897 describes a process for the extraction of calcium carbide by reacting coke with lime in the presence of oxygen in an oxygen-thermal furnace, coal being coked in a hearth furnace at exhaust gas temperatures of at least 750 ° C., the resultant Coke with its still inherent temperature of over 500 0 C directly feeds the oxygen-thermal furnace process and in the oxygen-thermal furnace with the addition of lime and oxygen calcium carbide is obtained.
  • the process of the invention is characterized in that carbon-containing residues from petroleum processing or coal liquefaction, coal, lignite or peat as a carbon carrier and starting material for coke and optionally hydrated lime (Ca (OH) 2 ) or limestone (CaCO 3 )
  • Starting material for burnt lime in the oxygen-thermal furnace in a fine-grained mixture and only so far predried and coked or calcined form that the temperature required for the formation of calcium carbide from 1800 ° to 2300 0 C just reached and maintained and as a by-product of the volatile degassing products of the carbon carrier and the volatile decomposition products of hydrated lime or limestone as well a synthesis gas consisting of CO and H 2 is obtained from the remaining furnace gases, which is essentially free of methane, carbon dioxide, water vapor and tar.
  • the pretreatment of the carbon carrier by drying and coking and possibly at the same time the calcium carrier by drying and calcining, ie dehydration of Ca (OH) 2 and / or decarbonization of CaC0 3 only carried out so far that the flame temperature, taking into account the endothermic processes mentioned, such as drying, coking or calcination, carbide formation and synthesis gas generation in the reaction with oxygen, is just above the formation temperature of CaC 2 .
  • the carbon carrier also called black material
  • the calcium carrier also called white material
  • the calcium carrier is removed from a bunker 4 via a metering element 5 and likewise allocated to the mixer 3.
  • Coal, lignite, peat, coke and carbonaceous residues from petroleum processing or coal liquefaction can be used as black material, and CaO, Ca (OH) 2 , CaC0 3 or mixtures thereof as white material.
  • Black and white material is already available in bunkers 1 and 4 in fine-grained and pre-dried and coked or calcined form as desired.
  • the supply of black and white material is controlled in order to obtain a stoichiometrically and calorically balanced mixture ratio, whereby in the subsequent reaction with oxygen the achievement and maintenance of the temperature required for the formation of calcium carbide from 1800 0 to 2300 ° C is guaranteed.
  • the mixed black / white material then arrives at the burner nozzle 6.
  • a carrier gas such as CO, CO 2 , O 2 , water vapor in saturated or superheated form or circulated synthesis gas is advantageous.
  • mechanical entry is also possible.
  • Oxygen is introduced via line 8 into the burner nozzle 6, which according to FIG. 2 is a component of the oxygen thermal furnace or reactor 9.
  • One or more burner nozzles 6 can be provided in a tangential or radial arrangement. Entry below the surface of the liquid CaC 2 bath in the reactor 9 is also possible.
  • the tangential, downward inclined arrangement of the burner nozzle 6 shown in FIG. 2 has advantages with regard to the swirling, short residence time of the reaction components and the effect of heat on the CaC 2 bath.
  • the liquid CaC 2 leaves the reactor 9 continuously or discontinuously via the tap opening 10.
  • the gaseous reaction products leave the reactor 9 at the head end via the gas outlet 11.
  • the upper part of the reactor is expediently designed such that only low flow velocities arise. As a result, entrained slag and dust particles have the opportunity to coagulate and fall back into the CaC 2 bath, so that the dust discharge is minimized.
  • the gaseous reaction products also have a temperature of 1800 to 2300 ° C. In this temperature range, the use of sensible heat, especially with gases that are rich in CO and H 2 like the synthesis gas, Difficulties with regard to the heat resistance of the materials of a downstream heat exchanger. For this reason, provision is made to reduce the high temperature to a material-appropriate level of, for example, 800 to 1200 ° C. by quenching via line 12. If you quench with water, then according to the invention there is the possibility of using the temperature reduction to convert the gaseous reaction products simultaneously to synthesis gas for, for example, Fischer-Tropsch synthesis or methanol synthesis. The water vapor reacts according to the equation to hydrogen while the C0 2 is washed out. In this way, a synthesis gas with 87 vol% CO and 12 vol% H2 can be obtained.
  • Quenching with possibly tar-containing coke oven, smoldering, gas or reaction waters from the coal hydrogenation is advantageous, provided that these waters occur at a distance that can be bridged from the reactor.
  • Such waters have so far only been able to be used or derived through costly measures such as phenosolvan plants or biological treatment.
  • By using such waters for quenching in the specified temperature range, all organic constituents of these waters are split into C0, C0 2 and H 2 and can be used for synthesis in the gas conversion following the heat exchanger.
  • Example 1 (comparative example corresponding to example 1 of DE application P 30 35 026.6; gas volumes measured at 1.013 bar and 273.15 K)
  • the dry coal / lime hydrate mixture is coked or calcined in the hearth furnace with 122,130 m 3 / h of air, a mixture of 23.51 t / h of coke and 14.74 t / h of Ca0 being formed and fed to the oxygen-thermal carbide furnace.
  • 13,789 m 3 / h of oxygen (98%) are injected, 12.82 t / h of calcium carbide (normal carbide with 80% by weight CaC 2 ) and 37,069 m 3 / h of exhaust gas of 600 ° C are formed at about 2000 ° C. 4.16 t / h of dust are separated from the exhaust gas and returned to the process. After flowing through the heat exchanger, the exhaust gas still has a temperature of 200 ° C.
  • the hot exhaust gases from the hearth furnace heat the feed water (180 t / h, 177 ° C, 90 bar) flowing through the heating coil in the waste heat boiler to 492 ° C, so that it is present as superheated high-pressure steam, with the help of which via the back-pressure turbine and generator 19. 1 megawatt of excess electricity generated and 79 . 451 m 3 / h of air can be broken down into 13,789 m 3 / h 0 2 and 65,662 m 3 / h N 2 .
  • 180 t / h of low-pressure steam of 180 ° C and 5 bar are generated, of which 108.6 t / h reach the drying zone.
  • Example 2 (According to FIGS. 1 and 2 of the invention; gas volumes measured at 1.013 bar and 273.15 K)

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Abstract

Beim Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid durch Umsetzung von überschüssigem Koks mit gebranntem Kalk in feinkörniger Mischung und in Gegenwart von Sauerstoff in einem Sauerstoff-thermischen Ofen trägt man kohlenstoffhaltige Rückstände aus der Erdölverarbeitung oder der Kohleverflüssigung, Kohle, Braunkohle oder Torf als Kohlenstoffträger und Ausgangsstoff für Koks und ggf. Kalkhydrat (Ca(OH)2) oder Kalkstein (CaCO,) als Ausgangsstoff für gebrannten Kalk in den Sauerstoff-thermischen Ofen in feinkörniger Mischung und in nur soweitvorgetrockneter und verkokter bzw. calcinierter Form ein, daß die für die Bildung von Calciumcarbid erforderliche Temperatur von 1800° bis 2300°C gerade erreicht und aufrechterhalten und als Nebenprodukt aus den flüchtigen Entgasungsprodukten des Kohlenstoffträgers und den flüchtigen Zersetzungsprodukten von Kalkhydrat oder Kalkstein sowie aus den übrigen Ofenabgasen ein aus CO und H2 bestehendes Synthesegas gewonnen wird, das im wesentlichen frei von Methan, Kohlendioxid, Wasserdampf und Teer ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid durch Umsetzung von überschüssigem Koks mit gebranntem Kalk in feinkörniger Mischung und in Gegenwart von Sauerstoff in einem Sauerstoff-thermischen Ofen.
  • Die Herstellung von Calciumcarbid in Sauerstoff-thermischen Öfen ist bereits aus Chemie-Ingenieur-Technik 28 (1956), Seiten 4 - 5, bekannt.
  • Weiterhin beschreibt die DE-OS 29 25 897 ein Verfahren zur Gewinnung von Calciumcarbid durch Umsetzung von Koks mit Kalk in Gegenwart von Sauerstoff in einem Sauerstoff-thermischen Ofen, wobei man Kohle in einem Herdofen bei Abgastemperaturen von mindestens 750°C verkokt, den so erhaltenen Koks mit der ihm noch innewohnenden Temperatur von über 5000C unmittelbar dem Sauerstoff-thermischen Ofenprozeß zuführt und in dem Sauerstoff-thermischen Ofen unter Zusatz von Kalk und Sauerstoff Calciumcarbid gewinnt.
  • Schließlich beschreibt die ältere, nicht vorveröffentlichte DE-Patentanmeldung P 30 35 026.6 ein Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid durch Umsetzung von überschüssigem Koks mit gebranntem Kalk in Gegenwart von Sauerstoff in einem Sauerstoff-thermischen Ofen, wobei man Kohle als Ausgangsstoff für Koks und Kalkhydrat (Ca(OH)2) oder Kalkstein (CaC03) als Ausgangsstoff für gebrannten Kalk, beide in vorgebrochener Form, mischt, die Mischung in einer Trokkenzone bei 80 bis 120°C von anhaftendem Wasser befreit und das wärme Trockengut unmittelbar einem Caicinator zuführt, worin man unter Zuleiten von Luft bei Temperaturen von 900 bis 14000C den Kohleanteil verkokt und zugleich den Kalkanteil dehydratisiert bzw. decarbonisiert, und wobei man die thermisch vorbehandelte Mischung der Ausgangsstoffe mit der ihr innewohnenden Temperatur von 900 - 1000°C unmittelbar dem Sauerstoff-thermischen Ofen zuführt und dort in Gegenwart von Sauerstoff zu Calciumcarbid umsetzt.
  • In den beiden zuletzt genannten Fällen läuft das Verfahren hintereinander in verschiedenen Gefäßen, nämlich dem Calcinator bzw. Herdofen und dem Sauerstoff-thermischen Ofen ab. Hierbei treten Probleme bei der Handhabung des umzusetzenden Materials auf , es entstehen größere Wärmeverluste und höhere Investitionskosten.
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man die geschilderten Vorgänge auch in einem einzigen Reaktor ablaufen lassen kann, wobei sich die mit zusätzlichen Einrichtungen wie Brikettpressen, Trocknern und dem Herdofen verbundenen höheren Investitionskosten, Betriebskosten und Wärmeverluste sowie die Schwierigkeiten beim Umgang mit heißen Feststoffen vermindern oder gänzlich ausschalten lassen. Ferner verringern sich die Aufwendungen zur Abhitzenutzung, die bei dem älteren Verfahren nur durch Dampferzeugung möglich ist, dadurch, daß große Wärmemengen unmittelbar zur Cacinierung, d.h. Dehydratisierung und/oder Decarbonisierung der Ausgangsstoffe, sowie für die mit der Erzeugung von Synthesegas verbundenen endothermen Teilreaktionen genutzt werden.
  • Im einzelnen ist das Verfahren der Erfindung dadurch gekenzeichnet, daß man kohlenstoffhaltige Rückstände aus der Erdölverarbeitung oder der Kohleverflüssigung, Kohle, Braunkohle oder Torf als Kohlenstoffträger und Ausgangsstoff für Koks und ggf. Kalkhydrat (Ca(OH)2) oder Kalkstein (CaCO3) als Ausgangsstoff für gebrannten Kalk in den Sauerstoff-thermischen Ofen in feinkörniger Mischung und in nur soweit vorgetrockneter und verkokter bzw. calcinierter Form einträgt, daß die für die Bildung von Calciumcarbid erforderliche Temperatur von 1800° bis 23000C gerade erreic.ht und aufrecht erhalten und als Nebenprodukt aus den flüchtigen Entgasungsprodukten des Kohlenstoffträgers und den flüchtigen Zersetzungsprodukten von Kalkhydrat oder Kalkstein sowie aus den übrigen Ofenabgasen ein aus CO und H2 bestehendes Synthesegas gewonnen wird, das im wesentlichen frei von Methan, Kohlendioxid, Wasserdampf und Teer ist.
  • Darüberhinaus kann das Verfahren der Erfindung bevorzugt und wahlweise dadurch gekennzeichnet sein, daß man
    • a) Koks, gebrannten Kalk und/oder deren Ausgangsstoffe in Korngrößen von 0 bis 6 mm einsetzt;
    • b) die Ausgangsstoffe für Koks und gebrannten Kalk mit Gehalten an physikalisch und/oder chemisch gebundenem Wasser von bis zu 30 Gew% einsetzt;
    • c) Koks, gebrannten Kalk und/oder deren Ausgangsstoffe in feinkörniger Mischung mit Hilfe von CO, CO2, 02, Wasserdampf in satter oder überhitzter Form oder im Kreislauf geführtem Synthesegas als Trägergas in den Sauerstoff-thermischen Ofen eindüst;
    • d) das den Sauerstoff-thermischen Ofen verlassende, 1800° bis 2300°C heiße Synthesegas durch direktes Besprühen mit Wasser auf 8000 bis 1200°C abschreckt und in Abhängigkeit von der beabsichtigten Synthese mit Wasserdampf belädt;
    • e) das heiße Synthesegas mit ggf. teerhaltigen Kokerei-, Schwelerei-, Gas- oder Reaktionswässern aus der Kohlehydrierung abschreckt;
  • Zur Maximierung des Ausbringens an Synthesegas und des thermischen Wirkungsgrades des Verfahrens der Erfindung wird die Vorbehandlung des Kohlenstoffträgers durch Trocknung und Verkokung und evtl. zugleich des Calciumträgers durch Trocknung und Calcinierung, d.h. Dehydratisierung von Ca(OH)2 und/oder Decarbonisierung von CaC03, nur soweit durchgeführt, daß die Flammentemperatur unter Berücksichtigung der erwähnten endothermen Vorgänge wir Trocknung, Verkokung bzw. Calcinierung, Carbidbildung und Synthesegaserzeugung bei der Reaktion mit Sauerstoff gerade oberhalb der Bildungstemperatur von CaC2 liegt.
  • Gemäß Figur 1 und 2 der Zeichnung wird der Kohlenstoffträger, auch Schwarzmaterial genannt, einem Bunker 1 über ein Dosierorgan 2 entnommen und einem Mischer 3 zugeteilt. In gleicher Weise wird der Calciumträger, auch Weißmaterial genannt, einem Bunker 4 über ein Dosierorgan 5 entnommen und ebenfalls dem Mischer 3 zugeteilt. Als Schwarzmaterial kommen Kohle, Braunkohle, Torf, Koks sowie kohlenstoffhaltige Rückstände aus der Erdölverarbeitung oder der Kohleverflüssigung, als Weißmaterial CaO, Ca(OH)2, CaC03 oder deren Gemische infrage. Schwarz- und Weißmaterial liegen in den Bunkern 1 bzw. 4 bereits in feinkörniger und in nach Belieben vorgetrockneter und verkokter bzw. calcinierter Form vor. Mit Hilfe der Dosierorgane 2 und 5 steuert man die Zufuhr an Schwarz- und Weißmaterial, um ein stöchiometrisch und kalorisch ausgewogenes Mischungsverhältnis zu erhalten, wodurch bei der anschließenden Reaktion mit Sauerstoff die Erreichung und Aufrechterhaltung der für die Bildung von Calciumcarbid erforderlichen Temperatur von 18000 bis 2300°C gewährleistet ist. Das gemischte Schwarz-/Weißmaterial gelangt sodann zur Brennerdüse 6. Zum Eintrag in diese Brennerdüse ist die Verwendung eines über Leitung 7 herangeführten Trägergases wie C0, CO2, 02, Wasserdampf in satter oder überhitzter Form oder im Kreislauf geführtes Synthesegas von Vorteil. Andererseits ist auch ein mechanischer Eintrag möglich.
  • Sauerstoff wird über Leitung 8 in die Brennerdüse 6 eingeführt, welche gemäß Figur 2 ein Bauteil des Sauerstoff-thermischen Ofens bzw. Reaktors 9 ist. Es können eine oder mehrere Brennerdüsen 6 in tangentialer oder radialer Anordnung vorgesehen sein. Auch ist ein Eintrag unterhalb der Oberfläche des flüssigen CaC2-Bads im Reaktor 9 möglich. Die in Figur 2 gezeigte tangentiale, nach unten geneigte Anordnung der Brennerdüse 6 weist Vorteile im Hinblick auf die Verwirbelung, kurze Verweilzeit der Reaktionskomponenten und Hitzeeinwirkung auf das CaC2-Bad auf. Am Ende der Brennerdüsen 6 beginnt die Reaktion des Schwarz-/Weißmaterials mit dem Sauerstoff, wobei die Verbrennung des überschüssigen Kohlenstoffs nach der Gleichung
    Figure imgb0001
    bei der Temperaturlage von 1800 - 2300°C nur bis zum CO abläuft und die für den endothermen Vorgang der Bildung von CaC2 nötige Energie liefert:
    Figure imgb0002
  • Das flüssige CaC2 verläßt den Reaktor 9 über die Abstichöffnung 10 kontinuierlich oder diskontinuierlich. Die gasförmigen Reaktionsprodukte verlassen den Reaktor 9 am Kopfende über den Gasabzug 11.
  • Das Oberteil des Reaktors ist zweckmäßig so ausgebildet, daß nur geringe Strömungsgeschwindigkeiten entstehen. Hierdurch erhalten mitgerissene Schlacke- und Staubpartikel Gelegenheit zur Koagulation und zum Zurückfallen in das CaC2-Bad, so daß der Staubaustrag minimiert wird.
  • Die gasförmigen Reaktionsprodukte haben ebenfalls eine Temperatur von 1800 bis 2300°C. In diesem Temperaturbereich bringt die Ausnutzung der fühlbaren Wärme, besonders bei Gasen, die wie das Synthesegas reich an CO und H2 sind, Schwierigkeiten im Hinblick auf die Warmfestigkeit der Werkstoffe eines nachgeschalteten Wärmetauschers. Aus diesem Grund ist vorgesehen, die hohe Temperaturlage durch Quenchung über Leitung 12 auf eine werkstoffgerechte Höhe von z.B. 800 bis 1200°C abzubauen. Quencht man mit Wasser,so besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, den Temperaturabbau dazu zu benutzen, die gasförmigen Reaktionsprodukte gleichzeitig zu Synthesegas für z.B. die Fischer-Tropsch -Synthese oder die Methanolsynthese zu konvertieren. Hierbei reagiert der Wasserdampf nach der Gleichung
    Figure imgb0003
    zu Wasserstoff, während das C02 ausgewaschen wird. Auf diese Weise kann man z.B. ein Synthesegas mit 87 Vol% CO und 12 Vol% H2 erhalten.
  • Vorteilhaft ist die Quenchung mit ggf. teerhaltigen Kokerei-, Schwelerei-, Gas- oder Reaktionswässern aus der Kohlehydrierung, sofern diese Wässer in überbrückbarer Entfernung zum Reaktor anfallen. Derartige Wässer sind bisher nur durch kostspielige Vorkehrungen wie Phenosolvan-Anlagen oder biologische Aufbereitung zu nutzen bzw. abzuleiten. Durch Verwendung solcher Wässer zur Quenchung im angegebenen Temperaturbereich werden alle organischen Inhaltsstoffe dieser Wässer zu C0, C02 und H2 gespalten und sind bei der dem Wärmetauscher folgenden Gaskonvertierung zur Synthese nutzbar.
    • Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel entsprechend Beispiel 1 der DE-Anmeldung P 30 35 026.6; Gasvolumina gemessen bei 1,013 bar und 273,15 K)
  • 136,54 t/h Rohbraunkohle (Wassergehalt 60 Gew%) werden auf eine Korngröße von 0 - 10 mm gemahlen, mit 19,9 t/h Kalkhydrat (Korngröße 0 - 10 mm, 2 Gew.% Restfeuchte) gemischt und die Mischung in einer Trockenzone zu 63,75 t/h Trockenkohle (Wassergehalt 14 Gew%)und 19,5 t/h Kalkhydrat getrocknet. Hierzu wird die Trockenzone mit 108,6 t/h Niederdruckdampf von 5 bar und 180°C beaufschlagt, während 73,19 t/h Brüden und 108,6 t/h Kondensat abströmen. Dem Kondensat werden 71,4 t/h Speisewasser zugeschlagen, das Gemisch (180 t/h) unter einen Druck von 90 bar gesetzt, in einem Wärmetauscher auf 177°C vorgewärmt und durch die Heizschlange im Abhitzekessel geleitet.
  • Die Trockenkohle/Kalkhydrat-Mischung wird im Herdofen mit 122.130 m3/h Luft verkokt bzw. calciniert, wobei eine Mischung aus 23,51 t/h Koks und 14,74 t/h Ca0 entsteht und dem Sauerstoff-thermischen Carbidofen zugeführt wird. Unter Einblasung von 13.789 m3/h Sauerstoff (98 %) entstehen dort bei etwa 2000°C 12,82 t/h Calciumcarbid (Normalcarbid mit 80 Gew% CaC2) sowie 37.069 m3/h Abgas von 600°C. Aus dem Abgas werden 4,16 t/h Staub abgeschieden und in das Verfahren zurückgeführt. Nach Durchströmen des Wärmetauschers hat das Abgas noch eine Temperatur von 200°C.
  • Die heißen Abgase des Herdofens heizen das durch die Heizschlange im Abhitzekessel strömende Speisewasser (180 t/h, 177°C, 90 bar) auf 492°C auf, so daß es als überhitzter Hochdruckdampf vorliegt, mit dessen Hilfe via Gegendruckturbine und Generator 19,1 Megawatt Überschußstrom erzeugt und 79.451 m3/h Luft in 13.789 m3/h 02 und 65.662 m3/h N2 zerlegt werden. Auf der Gegenseite der Turbine fallen 180 t/h Niederdruckdampf von 180°C und 5 bar an, wovon 108,6 t/h in die Trockenzone gelangen. Die restlichen 71,4 t/h strömen einer weiteren Turbine mit Generator zu, wodurch 4,27 Megawatt Uberschußstrom erzeugt werden. Insgesamt fallen bei diesem Verfahren 19,10 + 4,27 = 23,37 MW Strom an.
    • Beispiel 2 (Gemäß Figur 1 und 2 der Erfindung; Gasvolumina gemessen bei 1,013 bar und 273,15 K)
  • Es werden 93 t/h einer auf 14 Gew% Restwassergehalt vorgetrockneten Braunkohle und 19,2 t/h trockenes Kalkhydrat, beide in einer Korngröße von 0 - 6 mm, gemischt und zusammen mit etwa 1000 m3/h von im Kreislauf geführtem Synthese-Rohgas als Trägergas und 25000 m3/h Sauerstoff (98 %) durch die Brennerdüse 6 in den Reaktor 9 eingeführt. Die Umsetzung erfolgt dort bei etwa 2000°C. Es entstehen 12,82 t/h Calciumcarbid (Normalcarbid mit etwa 80 Gew% CaC2), die aus der Abstichöffnung 10 abgelassen werden, sowie 150 000 m3/h Synthese-Rohgas, bestehend aus 59 Vol% C0, 40 Vol% H2' 1 Vol% C02, N2. Mit dem Rohgas entweichen 180 Giga-Joule fühlbare Wärme, welche für die Rohgaskonvertierung und/oder nachfolgende Prozesse (Fischer-Tropsch, Methanolsynthese) nutzbar sind.

Claims (6)

1. Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid durch Umsetzung von überschüssigem Koks mit gebranntem Kalk in feinkörniger Mischung und in Gegenwart von Sauerstoff in einem Sauerstoff-thermischen 0fen, dadurch gekennzeichnet, daß man kohlenstoffhaltige Rückstände aus der Erdölverarbeitung oder der Kohleverflüssigung, Kohle, Braunkohle oder Torf als Kohlenstoffträger und Ausgangsstoff für Koks und ggf. Kalkhydrat (Ca(OH)2) oder Kalkstein (CaC03) als Ausgangsstoff für gebrannten Kalk in den Sauerstoff-thermischen Ofen in feinkörniger Mischung und in-nur soweit vorgetrockneter und verkokter bzw. calcinierter Form einträgt, daß die für die Bildung von Calciumcarbid erforderliche Temperatur von 1800° bis 2300°C gerade erreicht und aufrecht erhalten und als Nebenprodukt aus den flüchtigen Entgasungsprodukten des Kohlenstoffträgers und den flüchtigen Zersetzungsprodukten von Kalkhydrat oder Kalkstein sowie aus den übrigen Ofenabgasen ein aus CO und H2 bestehendes Synthesegas gewonnen wird, das im wesentlichen frei von Methan, Kohlendioxid, Wasserdampf und Teer ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß man Koks, gebrannten Kalk und/oder deren Ausgangsstoffe in Korngrößen von 0 bis 6 mm einsetzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausgangsstoffe für Koks und gebrannten Kalk mit Gehalten an physikalisch und/oder chemisch gebundenem Wasser von bis zu 30 Gew% einsetzt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Koks, gebrannten Kalk und/oder deren Ausgangsstoffe in feinkörniger Mischung mit Hilfe von C0, C02, 02, Wasserdampf in satter oder überhitzter Form oder im Kreislauf geführtem Synthesegas als Trägergas in den Sauerstoff-thermischen Ofen eindüst.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das den Sauerstoff-thermischen Ofen verlassende, 1800° bis 2300°C heiße Synthesegas durch direktes Besprühen mit Wasser auf 800° bis 1200°C abschreckt und in Abhängigkeit von der beabsichtigten Synthese mit Wasserdampf belädt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das heiße Synthesegas mit ggf. teerhaltigen Kokerei-,Schwelerei-, Gas- oder Reaktionswässern aus der Kohlehydrierung abschreckt.
EP82105266A 1981-06-24 1982-06-16 Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid Expired EP0068303B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19813124672 DE3124672A1 (de) 1981-06-24 1981-06-24 Verfahren zur herstellung von calciumcarbid
DE3124672 1981-06-24

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Publication Number Publication Date
EP0068303A2 true EP0068303A2 (de) 1983-01-05
EP0068303A3 EP0068303A3 (en) 1983-03-16
EP0068303B1 EP0068303B1 (de) 1987-05-20

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ID=6135206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP82105266A Expired EP0068303B1 (de) 1981-06-24 1982-06-16 Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid

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